JPH04228440A - ガラス体の製造方法 - Google Patents
ガラス体の製造方法Info
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- JPH04228440A JPH04228440A JP40794690A JP40794690A JPH04228440A JP H04228440 A JPH04228440 A JP H04228440A JP 40794690 A JP40794690 A JP 40794690A JP 40794690 A JP40794690 A JP 40794690A JP H04228440 A JPH04228440 A JP H04228440A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は気相反応によって合成す
る生産性の高いガラス体を製造する方法に関する。
る生産性の高いガラス体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光フアイバの分野においてガラス微粒子
（以下、「スート」という。）の堆積体を合成する方法
として、バーナから燃焼ガス及び原料を混合して噴出し
、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応によりスート
を生成し、このスートを回転する出発材の先端に堆積さ
せ、該堆積体の成長に合わせて出発材をバーナと相対的
に移動させることによりスート堆積体を形成するＶＡＤ
法がある。又、出発部材の外周部にバーナにより生成し
たスートを堆積し、出発材又はバーナをトラバースする
ことによりスート堆積体を製造するＯＶＤ法がある。
（以下、「スート」という。）の堆積体を合成する方法
として、バーナから燃焼ガス及び原料を混合して噴出し
、火炎中で加水分解反応あるいは酸化反応によりスート
を生成し、このスートを回転する出発材の先端に堆積さ
せ、該堆積体の成長に合わせて出発材をバーナと相対的
に移動させることによりスート堆積体を形成するＶＡＤ
法がある。又、出発部材の外周部にバーナにより生成し
たスートを堆積し、出発材又はバーナをトラバースする
ことによりスート堆積体を製造するＯＶＤ法がある。
【０００３】上記スート合成法において、バーナにより
合成された粒状ガラスのスート堆積体への堆積効率を向
上させる手段として多重火炎方式のバーナが提案されて
いる。多重火炎方式のバーナは、例えば実公昭６０−４
９７９号公報、特公昭６２−５０４１８号公報に記載の
如く、中心部に少なくともガラス原料ガス噴出ポート、
これと同心円状にスート合成用ポートとその外周に該ス
ート合成用ポートの端面に対してガスの流れ方向に突き
出して配置されたスート堆積体加熱用ポートとからなる
燃焼ガス噴出ポートを１組あるいは複数組具備したバー
ナである。
合成された粒状ガラスのスート堆積体への堆積効率を向
上させる手段として多重火炎方式のバーナが提案されて
いる。多重火炎方式のバーナは、例えば実公昭６０−４
９７９号公報、特公昭６２−５０４１８号公報に記載の
如く、中心部に少なくともガラス原料ガス噴出ポート、
これと同心円状にスート合成用ポートとその外周に該ス
ート合成用ポートの端面に対してガスの流れ方向に突き
出して配置されたスート堆積体加熱用ポートとからなる
燃焼ガス噴出ポートを１組あるいは複数組具備したバー
ナである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年、このスート堆積
体の生産性を向上させるため単位時間に合成され堆積さ
れる速度（ｇ／分）を上げる研究が行われているが、原
料を増量すると原料流量から計算される理論的ガラス重
量に対して、実際にスート堆積体として合成される重量
の割合である原料の付着収率（％）が低下し、結果的に
合成速度を上げられないという問題があった。
体の生産性を向上させるため単位時間に合成され堆積さ
れる速度（ｇ／分）を上げる研究が行われているが、原
料を増量すると原料流量から計算される理論的ガラス重
量に対して、実際にスート堆積体として合成される重量
の割合である原料の付着収率（％）が低下し、結果的に
合成速度を上げられないという問題があった。
【０００５】前述の多重火炎バーナはこの問題に対して
突破口となり、合成速度の飛躍的向上をもたらしたが、
さらに改良を図るためには限界が生じ再び壁にぶつかっ
た。本発明は原料の収率を改善し、合成速度を向上させ
る手段を提供するものである。
突破口となり、合成速度の飛躍的向上をもたらしたが、
さらに改良を図るためには限界が生じ再び壁にぶつかっ
た。本発明は原料の収率を改善し、合成速度を向上させ
る手段を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めの本発明の構成は図１，２に示す通り、気体のガラス
原料をバーナから噴出させて火炎中でスートを合成しこ
れを堆積してスート堆積体となし、次いで該スート堆積
体を加熱して透明なガラス体を製造する方法において、
断面形状が長円形１１又は長方形１，１０，１２の原料
ガス噴出ポートを有するバーナにより前記スート堆積体
を合成することを特徴とする。ここで、長方形は矩形の
外に辺の一部が曲線である場合も本発明と同様の効果を
奏するので含むものとする。
めの本発明の構成は図１，２に示す通り、気体のガラス
原料をバーナから噴出させて火炎中でスートを合成しこ
れを堆積してスート堆積体となし、次いで該スート堆積
体を加熱して透明なガラス体を製造する方法において、
断面形状が長円形１１又は長方形１，１０，１２の原料
ガス噴出ポートを有するバーナにより前記スート堆積体
を合成することを特徴とする。ここで、長方形は矩形の
外に辺の一部が曲線である場合も本発明と同様の効果を
奏するので含むものとする。
【０００７】火炎を安定に形成するには原料ガス噴出ポ
ートの外周に構成する燃焼ガス噴出ポートは同心状の多
重管２，２０であることが望ましい。原料ガス噴出ポー
トは円管３の内部に２枚の仕切り板４により密着封止し
て長方形状の噴出ポート１２を構成してもよい。
ートの外周に構成する燃焼ガス噴出ポートは同心状の多
重管２，２０であることが望ましい。原料ガス噴出ポー
トは円管３の内部に２枚の仕切り板４により密着封止し
て長方形状の噴出ポート１２を構成してもよい。
【０００８】同心円状の多重管の中心に原料ガス噴出ポ
ートを配設する場合は長円形状又は長方形状とした効果
を得ること及び他のポートの流れの安定性を確保する目
的から長軸ｙと短軸ｘの比を１．５〜４．０の範囲とす
ることが望ましい。
ートを配設する場合は長円形状又は長方形状とした効果
を得ること及び他のポートの流れの安定性を確保する目
的から長軸ｙと短軸ｘの比を１．５〜４．０の範囲とす
ることが望ましい。
【０００９】
【作用】従来、光フアイバの分野ではスート堆積体の合
成に用いられるバーナは、例えば特開昭５４−３０８５
３号公報、特開昭６１−１８６２３９号公報に示される
如く原料ポートも円形である同心円状の多重管バーナが
主に用いられた。一方、原料噴出ポートがバーナの中心
から偏心して配設されてるものとしては特開昭５６−５
４２４０号公報があるが円形の原料ガス噴出ポートが主
流であり、角形の原料ポートは寸法は開示されてないも
のの正方形が意識されてたようである。又、楕円形のバ
ーナとしては特開昭５５−９５６２５号公報に示されて
るが原料ポートは円形である。
成に用いられるバーナは、例えば特開昭５４−３０８５
３号公報、特開昭６１−１８６２３９号公報に示される
如く原料ポートも円形である同心円状の多重管バーナが
主に用いられた。一方、原料噴出ポートがバーナの中心
から偏心して配設されてるものとしては特開昭５６−５
４２４０号公報があるが円形の原料ガス噴出ポートが主
流であり、角形の原料ポートは寸法は開示されてないも
のの正方形が意識されてたようである。又、楕円形のバ
ーナとしては特開昭５５−９５６２５号公報に示されて
るが原料ポートは円形である。
【００１０】上記のバーナを使用してスート堆積体の合
成を行った場合、原料を増加していくと原料の収率が低
下し一般に図３の傾向を示す。発明者等はこの原因につ
いてガス流量条件、バーナ構造に着目して検討した結果
、原料噴出ポートが円形あるいは正方形のバーナについ
ては図４の限界を破ることのできないことが解った。
成を行った場合、原料を増加していくと原料の収率が低
下し一般に図３の傾向を示す。発明者等はこの原因につ
いてガス流量条件、バーナ構造に着目して検討した結果
、原料噴出ポートが円形あるいは正方形のバーナについ
ては図４の限界を破ることのできないことが解った。
【００１１】その理由は火炎内で生成したスートが堆積
面のごく近傍を流れ、この領域に存在する温度勾配によ
り作用するサーモホレシス効果（微細な粒子は空間の温
度勾配に比例した速度を低温側に受ける効果）により堆
積面に到達すると考えられる。この現象から考察すると
粒子が表面の近傍を流れる程堆積しやすく従って火炎が
安定な層流をとる程原料収率は向上すると考えられる。
面のごく近傍を流れ、この領域に存在する温度勾配によ
り作用するサーモホレシス効果（微細な粒子は空間の温
度勾配に比例した速度を低温側に受ける効果）により堆
積面に到達すると考えられる。この現象から考察すると
粒子が表面の近傍を流れる程堆積しやすく従って火炎が
安定な層流をとる程原料収率は向上すると考えられる。
【００１２】ところで、原料を増量すると原料ガス噴出
ポートの流速が増大し、次第に乱れが生じてくることが
わかった。その結果、粒子の堆積面への接近性が悪くな
り堆積しにくくなると考えられる。そこで、噴出ポート
径を大きくして流速を下げると流路幅が広がるため低流
速による流れの乱れ、不安定性が生じるとともに粒子の
広がりが大きくなり、結局収率の向上につながらなかっ
た。
ポートの流速が増大し、次第に乱れが生じてくることが
わかった。その結果、粒子の堆積面への接近性が悪くな
り堆積しにくくなると考えられる。そこで、噴出ポート
径を大きくして流速を下げると流路幅が広がるため低流
速による流れの乱れ、不安定性が生じるとともに粒子の
広がりが大きくなり、結局収率の向上につながらなかっ
た。
【００１３】以上の考察から、原料の増量にともなう流
速の増大を抑えかつ、粒子の広がりをも抑えることが必
要と考え、本発明のバーナ構造によって解決した。本発
明によるバーナ構造の例を図１に示す。中心に配設され
た原料噴出ポート１が長方形状をなし、このために粒子
の広がりは短軸ｘにより決定されるため短軸方向の広が
りは抑制される。
速の増大を抑えかつ、粒子の広がりをも抑えることが必
要と考え、本発明のバーナ構造によって解決した。本発
明によるバーナ構造の例を図１に示す。中心に配設され
た原料噴出ポート１が長方形状をなし、このために粒子
の広がりは短軸ｘにより決定されるため短軸方向の広が
りは抑制される。
【００１４】一方、噴出ポート面積は長軸ｙに比例する
ので粒子の広がりを抑えたまま断面積を増加できる構造
となっている。このようにして原料の増量に対する前述
の問題点は解決し、収率を向上させることができた。本
構成の場合、長軸と短軸の比が小さいと粒子流の広がり
抑制の効果が出ないので１．５以上が好ましい。一方、
外周のポートが同心円状の場合、比率を大きくしすぎる
と原料ポートに隣接するガスの流れ方向に対する対称性
がくずれ流れに乱れが生じるので４．０以下が好ましい
。
ので粒子の広がりを抑えたまま断面積を増加できる構造
となっている。このようにして原料の増量に対する前述
の問題点は解決し、収率を向上させることができた。本
構成の場合、長軸と短軸の比が小さいと粒子流の広がり
抑制の効果が出ないので１．５以上が好ましい。一方、
外周のポートが同心円状の場合、比率を大きくしすぎる
と原料ポートに隣接するガスの流れ方向に対する対称性
がくずれ流れに乱れが生じるので４．０以下が好ましい
。
【００１５】中心ポートの形状は図２（ａ）に示す楕円
形１１、図２（ｂ）の如く円管３に２枚の仕切り板４に
より長方形に構成することもできる。さらに、燃焼ガス
噴出ポートとしては同心円状の多重管２あるいは同心長
方形状の多重管で構成とすることもできる。
形１１、図２（ｂ）の如く円管３に２枚の仕切り板４に
より長方形に構成することもできる。さらに、燃焼ガス
噴出ポートとしては同心円状の多重管２あるいは同心長
方形状の多重管で構成とすることもできる。
【００１６】
【実施例】〔比較例１〕
同心円状８重管バーナを用いてスート堆積体を合成した
。原料ガス噴出ポートは内径７ｍｍの円管を用いた。燃
料ガスは水素、支燃ガスは酸素を使用した。流量は水素
：６５ｌ／分、酸素：７０ｌ／分、燃焼制御用の不活性
ガスとしてのアルゴン：１５ｌ／分とした。中心から第
１ポート：原料とＨ２、第２ポート：Ｈ２、第３ポート
：Ａｒ、第４ポート：Ｏ２、第５ポート：Ａｒ、第６ポ
ート：Ｈ２、第７ポート：Ａｒ、第８ポート：Ｏ２とし
た。この条件で原料ガス（ＳｉＣｌ４）を４ｌ／分流し
てスート堆積体を合成したところ、合成速度は５．６ｇ
／分、原料収率は５２％であった。
。原料ガス噴出ポートは内径７ｍｍの円管を用いた。燃
料ガスは水素、支燃ガスは酸素を使用した。流量は水素
：６５ｌ／分、酸素：７０ｌ／分、燃焼制御用の不活性
ガスとしてのアルゴン：１５ｌ／分とした。中心から第
１ポート：原料とＨ２、第２ポート：Ｈ２、第３ポート
：Ａｒ、第４ポート：Ｏ２、第５ポート：Ａｒ、第６ポ
ート：Ｈ２、第７ポート：Ａｒ、第８ポート：Ｏ２とし
た。この条件で原料ガス（ＳｉＣｌ４）を４ｌ／分流し
てスート堆積体を合成したところ、合成速度は５．６ｇ
／分、原料収率は５２％であった。
【００１７】〔実施例１〕
中心の原料噴出ポートは長方形状とし、その周囲には同
心円状に７重の噴出ポートからなる図１のバーナを用い
てスート堆積体を合成した。原料ガス噴出ポートは長軸
を１０ｍｍ、短軸を４ｍｍとした。ガスの流し方は比較
例１と同一にしたところ原料の収率は６５％まで向上し
、合成速度は６．９ｇ／分であった。
心円状に７重の噴出ポートからなる図１のバーナを用い
てスート堆積体を合成した。原料ガス噴出ポートは長軸
を１０ｍｍ、短軸を４ｍｍとした。ガスの流し方は比較
例１と同一にしたところ原料の収率は６５％まで向上し
、合成速度は６．９ｇ／分であった。
【００１８】〔実施例２〕
中心の原料噴出ポートは図２（ｂ）の長方形状とし、そ
の周囲には同心円状に７重の噴出ポートからなるバーナ
を用いてスート堆積体を合成した。中心ポートは内径１
０ｍｍ中の円管３に短軸が４ｍｍとなるよう仕切り板４
を２枚を溶着して長方形１２を形成した。長方形ポート
１２からはＳｉＣｌ４を、仕切り板と円管の間のポート
からは水素ガスを流した。第２ポート以降のガスの流し
方及びガス流量条件は比較例１と同一とした。この結果
、原料収率は６４％となり、合成速度は６．８ｇ／分で
あった。
の周囲には同心円状に７重の噴出ポートからなるバーナ
を用いてスート堆積体を合成した。中心ポートは内径１
０ｍｍ中の円管３に短軸が４ｍｍとなるよう仕切り板４
を２枚を溶着して長方形１２を形成した。長方形ポート
１２からはＳｉＣｌ４を、仕切り板と円管の間のポート
からは水素ガスを流した。第２ポート以降のガスの流し
方及びガス流量条件は比較例１と同一とした。この結果
、原料収率は６４％となり、合成速度は６．８ｇ／分で
あった。
【００１９】
【発明の効果】本発明による構成では、火炎中で生成す
るスートの広がりを抑制し、かつ原料ガスの流速を一定
値におさえることができるので原料収率の向上、合成速
度の向上を実現することがせきる。
るスートの広がりを抑制し、かつ原料ガスの流速を一定
値におさえることができるので原料収率の向上、合成速
度の向上を実現することがせきる。
【図１】本発明に適用するバーナ断面図。
【図２】原料ガス噴出ポートの形状を表わし、（ａ）は
楕円形、（ｂ）は長方形の断面図。
楕円形、（ｂ）は長方形の断面図。
【図３】原料ガスの流量と合成速度の関係を表わす一般
的傾向図。
的傾向図。
１ 原料ガス噴出ポート
２ 同心状の燃焼ガス噴出ポート３ 円管
４ 仕切り板
１１ 原料ガス噴出ポート
１２ 原料ガス噴出ポート
ｘ 短軸
ｙ 長軸
Claims (4)
- 【請求項１】 気体のガラス原料をバーナから噴出さ
せて火炎中でスートを合成し、これを堆積してスート堆
積体となし、次いで該スート堆積体を加熱して透明なガ
ラス体を製造する方法において、断面形状が長円形又は
長方形の原料ガス噴出ポートを有するバーナにより前記
スート堆積体を合成することを特徴とするガラス体の製
造方法。 - 【請求項２】 原料ガス噴出ポートの断面形状の長軸
と短軸の比が１．５〜４．０であることを特徴とする請
求項１記載のガラス体の製造方法。 - 【請求項３】 原料ガス噴出ポートの外周に燃料ガス
噴出ポートが同心円状の多重管で構成されたバーナによ
りスート堆積体を合成することを特徴とする請求項１，
２記載のガラス体の製造方法。 - 【請求項４】 燃焼ガス噴出ポートがスート合成用ポ
ートとスート堆積体加熱用ポートの端面がスート合成用
ポートの端面より突き出ていることを特徴とする請求項
３記載のガラス体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40794690A JPH04228440A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | ガラス体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP40794690A JPH04228440A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | ガラス体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04228440A true JPH04228440A (ja) | 1992-08-18 |
Family
ID=18517463
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP40794690A Pending JPH04228440A (ja) | 1990-12-27 | 1990-12-27 | ガラス体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04228440A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002049976A1 (en) * | 2000-12-19 | 2002-06-27 | Pirelli S.P.A. | Method and deposition burner for manufacturing optical fibre preforms |
| US6588230B1 (en) * | 1998-08-07 | 2003-07-08 | Corning Incorporated | Sealed, nozzle-mix burners for silica deposition |
| WO2004056714A1 (en) * | 2002-12-20 | 2004-07-08 | Pirelli & C. S.P.A. | Burner for chemical vapour deposition of glass |
-
1990
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